基于Pro／E的装载机工作装置的实体建模及运动仿真

软件在工程设计中的应用软件介绍和是由美国参数技术公司推出的套博大精深的三维参数化软件系统，被广泛应用于工程技术领域。

和不仅能够实现机械二维和三维动态造型仿真设计机械设计模具设计加工制造设计而且还能够实现机构仿真结构分析优化设计电路设计以及数据库管理等多种技术目的。

应用领域包括航空航天汽车机械加工，电工等诸多行业。

由于其强大而完美的功能几乎成为三维领域的面旗帜和标准。

它在国外大学院校里以成为学生工程必修的专业课程，也成为工程技术人员必备的技术，是目前国际上专业设计人员使用最为广泛的先进的具有多种功能的动态设计仿真软件。

随着我国加入，场新的工业设计领域的技术革命正在兴起。

作为提高生产率和竞争力的有效手段也在国内形成个广泛应用的热潮。

是美国公司于年新推出的系列产品中的旗舰产品该软件在原有的版本基础上新增了重多功能，特别强调了设计过程的易用性以及设计人员之间的互联性。

原有的产品的升级周期为半年次，而本次升级却花了两年的时间，其产品性能有了本质性的改善。

的系列软件不但包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理功能仿真制造产品数据管理等等。

提供了目前所能达到的最全面集成最紧密的产品开发环境。

它的技术特点在于以下两个方面。

参数化设计特征和功能是采用参数化设计的基于特征的实体的建模工具，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如孔壳倒角及倒圆角。

用户可以方便的修改模型，给工程设计者提供了设计上从未有过的简易和灵活。

单数据库建立在统基层上的数据库上，而传统的系统建立在多个数据库上。

所谓单数据库，是指工程中的资料全部来自个库，每个独立用户都能同时为同件产品造型而工作。

换言之，在整个设计过程任何处发生改动，在整个设计过程的相关环节上都有响应。

例如，旦工程详图有改变，数控工具路径就会自动更新组装工程图如有变动，也完全反映在整个三维模型上。

这种独特的数据结构与工程设计的完美组合，把件产品的设计工作紧密结合起来，使得设计效率更高，成品质量更好，产品能更好地推向市场，价格也更便宜，市场竞争力大大增强。

本次对矿用小型装载机的设计应用软件，现就本次设计所接触到的几个主要模块做简要概述。

机械设计模块机械设计模块是个高效的三维机械设计工具，它可绘制形状相当复杂的零件。

在实际中存在大量形状不规则的物体表面，如摩托车轮毂，这些称为自由曲面。

随着人们生活水平的提高，对曲面产品的需求将会大大增加。

用生成曲面非常方便，方法有拉伸旋转放样扫掠网格点阵等。

由于生成曲面的方法较多，因此可以迅速建立复杂曲面。

运动分析模块运动分析模块是应用软件，用于建立运动机构模型，分析其运动规律。

运动分析模块自动复制主模块的装配文件，并建立系列不同的运动分析方案。

运动分析模块可以进行机构的干涉分析，跟踪零件的运动轨迹，分析零件的速度加速度作用力反作用力和力距。

模块为的集成运动模块，是设计机构运动强有力的工具。

该模块可以让机构设计师设定装配件在特定的环境中的机构动作并给予评估，能够判断出改变哪些参数能满足工程及性能超群上的要求，使产品设计达最佳状态，有如下功能，为产品赢得了竞争优势。

本文介绍了装载机的发展及前景，重点叙述了小型装载机运动仿真设计的全过程。

详细说明了从零件建模到装配建模以及最终的运动仿真的过程。

并且配有插图，使设计过程目了然。

文中内容基本完成了本次设计要求，达到了预期目的对装载机液压缸进行合理的选取。

设计确定装载机工作装置结构和零部件的基本结构对装载机工作装置主要零部件进行静力学分析和强度分析在软件中对装载机工作装置零件进行三维实体建模在软件中实现装载机工作装置工作过程的运动仿真，并且对工作装置运动构件在运动过程中的运动协调关系运动范围设计可能的运动干涉检查等问题进行分析，并输出结果致谢经过几个多月的努力，我的毕业设计终于顺利完成，在这个令人充满兴奋和感激的时刻，四年大学求学生活即将结束了，而我又要开始新的征程了。

这四年的生活将是我人生中段难忘的经历，在这个过程中，有许多可亲可敬的人给了我最真诚的帮助，让我感激不已本论文是在敬爱的导师陈丰峰博士的悉心指导下完成的，其中渗透了陈老师大量的心血。

与陈老师相处的年中，我被陈老师渊博的知识丰富的科研经验严谨的工作态度深深感动了，陈老师丝不苟的工作作风将使我终生难忘。

在此，向陈老师致以我崇高的敬意，同时衷心的感谢陈老师对我的信任，关怀和帮助，另外我要感谢我的学弟唐新军给我工作的环境。

感谢四年来各位恩师对我的辛勤栽培，同时感谢各位同窗，兄弟对我的关心和帮助感谢我的父母和所有亲人多年来对我求学的支持与帮助。

另外，由于本文作者的经验和知识水平有限，文中难免存在着和不足，敬请各位专家和老师批评指正，本人不胜的激。

几个月的毕业设计生活，使我深深的认识到了自己的不足，看到了自己薄弱的面，也使我懂得了许多，明白了许多。

这些都将激励着我以后的生活和工作。

作者李书知主要参考文献李世国，李强，中文范例教程，机械工业出版社，老虎工作室，谭雪松谢正超柳祖国，中文版基础教程，人民邮电出版社高秀华李贵亮邓洪超冯增铭机械三维动态设计仿真技术和应用方建军刘仕良，机械动态仿真与工程分析工程应用，化学工业出版社于硕闫涵，装载机工作装置的机构分析，工程机械年第期熊光明龚建伟陆际联徐正飞，机械设计年期包金宇廖文和薛善良，虚拟样机技术初探，机械制造与自动化年期李伯虎，复杂产品虚拟样机技术的研究与实践测控技术，熊光楞等，虚拟样机技术系统仿真学报祁新梅，机械产品建摸技术研究现状及趋势合肥工业大学学报，李军，孟红，张洪康，谷中丽，汽车悬架参数对操纵稳定性影响的仿真分析研究，车辆与动力技术，年期高等学校试用教材，工程机械下册，中国铁道出版社，年北京同济大学重庆建筑工程学院西安冶金建筑学院，铲土运输机械，中国建筑工业出版社中国机械工程学会，中国机械设计大典编委会，中国机械设计大典，江西科技出版社，附表注本表中所列项目为本次运动仿真过程各个电校验机构运动的正确性，对运动进行仿真，计算机构任意时刻的位置速度加速度。

可以通过运动分析，得出装配的最佳配置。

根据给出的力决定运动状态及反作用力。

根据运动反求所需要的力。

求出铰接点所受的力及轴承力。

通过尺寸变量对机构进行优化。

干涉检查。

运动仿真技术对装载机设计理念的影响装载机是种作业效率高，用途广泛的工程机械，它不仅对松散的堆积物料可进行装运卸作业，还可对岩石硬土进行轻度铲掘工作，并能用来清理刮平场地及牵引作业。

经过多年的发展，到今天装载机已经成为种必不可少的工程用具。

目前，世界上已经出现了许多能够满足不同要求的规格种类繁多的装载机产品。

随着科技的发展，和设计理念的不断更新，还将出现更多功能和性能优良的装载机产品。

本次改装设计的小型装载机主要用于中小型矿井下代替人工，铲装粒度不大的散装物料，对提高中小型矿井的机械化水平有重要意义。

通常在对轮式装载机的工作装置进行机构分析时般采用图解法或解析法，采用图解法精度较低，使用解析法计算又很复杂，因此般只对几个作业位置进行分析计算，难以了解全部工况的作业性能及负荷变化。

为解决这问题，我们使用机械系统运动学与动力学分析仿真软件对其进行分析。

这就要求先进行装载机工作装置的运动仿真设计。

装载机工作机构的运动仿真的设计主要是用大型参数化建模工具对工作装置先进行三维实体建模，然后实现动态模拟。

为能够方便的解决在产品设计阶段中运动构件在运动过程中的运动协调关系运动范围设计可能的运动干涉检查等问题找到个切实可行的新方法。

装载机虚拟样机的设计步骤和传统设计步骤基本相同如图所示。

图装载机工作装置运动仿真设计步骤本章小结本章主要讨论了运动仿真技术产生的背景状况及发展趋势，介绍了运动仿真应用的领域和实现的过程，指出了课题研究的背景和实际意义，确定了论文所要完成的主要任务和预期目的。

介绍了软件在工程设计中的应用矿用装载机模型设计方案实体建模干涉检查分析运动分析生成工程图是否符合设计要求设计结果是否满意液压缸的选择缸的主要参数包括行程缸径最高使用压力等。

大臂缸和翻斗缸的要求相同均为最大推力行程，般均是工作过程中伸出过程压力远高于缩回过程，主要按伸出推力计算即可，活塞截面积预算缸的活塞面积缸允许的最大推力泵输出的最大压力预算缸的内腔直径那就要求所选缸最高使用压力大于或等于，行程为，缸内